タンパク質の組み合わせ

タンパク質の組み合わせまたはタンパク質の補完は、タンパク質摂取の生物学的価値を最適化することを目的とするタンパク質栄養の食事理論です。理論によると、個々のベジタリアンおよびビーガン食品では一部の必須アミノ酸が不十分な量しか摂取できない可能性があるため、複数の補完食品とタンパク質を組み合わせることで「完全なタンパク質」の食事を得ることができます。ただし、植物性タンパク質に関しては、完全および不完全という用語は時代遅れです。実際、すべての植物性食品には、9つの必須アミノ酸を含む20種類のアミノ酸がすべてさまざまな量含まれています。^{[1] 2016年現在、}栄養学アカデミーの見解は、カロリー要件が満たされている場合、1日の間に摂取するさまざまな植物性食品からのタンパク質ですべての必須アミノ酸が十分に供給されるというものです。^[2]

歴史的に、タンパク質の組み合わせは、ほとんどの野菜（米や豆など）のタンパク質欠乏症を補う方法として推進され、それぞれのアミノ酸プロファイルで限られた割合で発見されました。1970年代に、元のベジタリアン栄養ガイドラインは教義になりました。多様な食品を思慮深く組み合わせることでより栄養価の高い食事を作ることができることは議論の余地がありませんが、栄養学者や執筆者の間では、以前の教義に反する一般的なコンセンサスが生まれました。植物性タンパク質の必須アミノ酸含有量に関する研究では、ベジタリアンやビーガンは、食事に多様性があり、カロリー要件が満たされている限り、通常、食事ごとに植物性タンパク質を補わなくても、必要な必須アミノ酸レベルに達することが示されています。^[3]

タンパク質栄養は複雑です。タンパク質構成アミノ酸はどれも代謝の制限要因となる可能性があるからです。家畜飼料を混ぜることで、成長を最適化したり、十分な成長を維持しながらコストを最小限に抑えたりすることができます。同様に、人間の栄養はリービッヒの最小法則に従います。つまり、必須アミノ酸の最低レベルが代謝の制限要因となります。

食事中の必須アミノ酸の含有量が個人の必要量より少ない場合、他のアミノ酸の利用が制限され、総窒素摂取量が適切であっても、正常な合成速度が妨げられます。したがって、「制限アミノ酸」が食事中の総窒素またはタンパク質の栄養価を決定します。^[4]

植物は、制限アミノ酸によってタンパク質源として評価されます。^[5]

WHOによると、人間のタンパク質必要量は1日あたり体重1kgあたり0.66gです。^[6]体重70kgの人の場合、タンパク質必要量は46.2g（70kg×0.66g/kg）と推定されます。

さらに、必須アミノ酸には特定の量が必要です。値の表については、必須アミノ酸#推奨される 1 日の摂取量を参照してください。以下の表では、必要量のパーセンテージを使用しています。

上記の例では、全粒米も缶詰のひよこ豆も、1 日のたんぱく質 46.2 g の唯一の供給源として使用した場合、必要なすべてのアミノ酸が十分ではありません。不足するアミノ酸は制限アミノ酸と呼ばれ、米のリジンとひよこ豆のメチオニンです。特定の量を長期間摂取すると、アミノ酸が欠乏する可能性があります。

上記の例では、全粒米と缶詰のひよこ豆の組み合わせには制限アミノ酸が含まれていません。つまり、長期間にわたって米とひよこ豆のみを、それぞれ 306 g/日と 261 g/日という特定の量だけ摂取しても、少なくともその時点で代謝される範囲では、必須アミノ酸の欠乏は発生しません。

例のデータが示すように、すべての必須アミノ酸は特定の植物に含まれています。ただし、1 つまたは複数の必須アミノ酸が制限となる場合があります。このため、ビーガンやベジタリアンの食事では、摂取する植物の種類を変える必要があります。

この分野に参入した最初の生化学者は、ユストゥス・フォン・リービッヒの弟子であるカール・ハインリッヒ・リトハウゼンでした。トーマス・バー・オズボーンはリトハウゼンの事業を引き継ぎ、1909年に『植物性タンパク質』を出版しました。このように、ウィリアム・カミング・ローズが在籍していたイェール大学は、タンパク質栄養学の初期の中心地となりました。オズボーンは、必須栄養素の特定にも取り組み、後にシカゴ大学の生化学科を率いました。

1912年にリトハウゼンが亡くなったとき、オズボーンは生化学における彼の功績を称賛した。

彼はその後の研究で、異なる食物タンパク質の間には大きな違いがあることを証明した。そして、この事実に注目し、それが栄養におけるタンパク質の相対的価値にどのような影響を与えるかについて議論した最初の人物であった。^[9]

その後、オズボーンはコネチカット農業試験場でラファイエット・メンデルと協力し、必須アミノ酸の特定に取り組みました。

1950年代から1960年代にかけて、ネヴィン・S・スクリムショーはこの知識をインドとグアテマラに持ち込み、クワシオルコルの脅威と戦うために地元の野菜を使った食事を考案した。グアテマラでは綿実粉とトウモロコシを組み合わせ、インドではピーナッツ粉と小麦を組み合わせました。^[10]

1954年、アデル・デイビスは『Let's Eat Right to Keep Fit』を出版し、「不完全な」タンパク質を組み合わせて「完全な」タンパク質を作ることの重要性を述べ、1時間以内に補給されなかった不完全なタンパク質は体内で利用されないとアドバイスした。^[11]

1971年、フランシス・ムーア・ラペは『小さな惑星のための食事』を出版し、ベジタリアンの栄養において必須アミノ酸を補完的な供給源から摂取する方法を説明した。この本はベストセラーとなった 。

ラペがバークレーの即興演奏仲間に配布していた1ページの配布資料の延長である『小さな惑星のための食事』（1971年）は、すぐにエコロジー運動におけるベジタリアンテキストとなり、その後10年間で3版6言語で200万部近くを売り上げた。^[12]

ラペはこう書いている。

補完的なタンパク質の組み合わせは、おいしいレシピを生み出します。これらは、世界の伝統的な料理の基礎を形成した組み合わせです。私たちは、気づかないうちに、自然に料理に使用しています。最も一般的な補完的なタンパク質の組み合わせは次の 3 つです。

1. 穀物（米、トウモロコシ、小麦、大麦など）+豆類（エンドウ豆、インゲン豆、レンズ豆）
2. 穀物および乳製品
3. 種子（ゴマまたはヒマワリ）+豆類^{[13] : 238}

1975年、ヴォーグ誌とアメリカ看護ジャーナルの両方に、タンパク質の組み合わせの原則と実践を説明した記事が掲載されました。^{[14] [15]} 一時期、アメリカ国立研究評議会とアメリカ栄養士協会（ADA）は、ベジタリアンに対してタンパク質を組み合わせるように注意を促していました。^[16]

タンパク質の結合は 1982 年に一般化学の教科書に掲載されました。

野菜源が互いに補完し合うように注意深く組み合わせられない限り、野菜のみの食事ではタンパク質欠乏症になる可能性が高くなります。

— スタンレー・E・マナハン『一般応用化学』第2版、473ページ

1985 年に、タンパク質結合の原理が J. Rigó によって説明されました。

タンパク質全般、ひいては穀物タンパク質の生物学的価値は、基本的には穀物に含まれる必須アミノ酸と、タンパク質を消費する生物の必須アミノ酸の必要量との比率によって決まります。生物学的価値を高める最も重要な方法は、補完技術です。^[17]

2011年、PLOS ONEは1251種の植物性食品のタンパク質の組み合わせの詳細を調査する記事を発表しました。基準となるのは、人間の栄養に不可欠なアミノ酸と、食事におけるこれらのアミノ酸の理想的な割合です。彼らは、「補完とは、2つ以上の食品を一緒に摂取することで、2つの食品を単独で摂取した場合よりも優れたアミノ酸パターンを生み出すことです」と説明しています。 ^[18] 穀物と豆の組み合わせなど、食品グループに基づく組み合わせとは対照的に、研究者は食品グループによる組み合わせは研究によって裏付けられていないと報告しました。「各食品の上位100の組み合わせを調べたところ、食品グループ間の一貫したパターンは見つかりませんでした。」^[18]

タンパク質の組み合わせは、栄養学において不必要な複雑化要因であるとして批判を集めています。

1981 年、 フランシス・ムーア・ラペは『小さな惑星のための食事』の改訂版で、タンパク質の組み合わせに関する 10 年前の見解を変更し、次のように 書いています。

「1971 年に私がタンパク質の補完性を強調したのは、十分なタンパク質を得る唯一の方法は、動物性タンパク質と同じくらい体に利用できるタンパク質を作ることだと考えたからです。肉が高品質のタンパク質を得る唯一の方法であるという神話と戦う中で、私は別の神話を強化しました。肉なしで十分なタンパク質を得るには、食品の選択にかなりの注意が必要であるという印象を与えました。実際には、それは私が考えていたよりもはるかに簡単です。

「3つの重要な例外を除けば、植物性食品の食事ではタンパク質欠乏の危険はほとんどありません。例外は、[1]果物や[2]サツマイモやキャッサバなどの一部の塊茎、または[3]ジャンクフード（精製された小麦粉、砂糖、脂肪）に大きく依存する食事です。幸いなことに、これらの食品が事実上唯一のカロリー源である食事で生き延びようとする人は、世界中で比較的少数です。他のすべての食事では、十分なカロリーを摂取していれば、十分なタンパク質を摂取していることはほぼ確実です。」^{[13] ：162}

タンパク質の組み合わせの必要性は主張されなかった。むしろ、タンパク質を組み合わせた食事の生物学的価値が増すことが指摘された。ラペは譲歩して、第2版から「補完的なタンパク質の正確な割合を示すチャート」を削除した。^{[13] : 239}

アメリカ栄養士会は、1988 年に菜食主義に関する立場を一転させました。この論文の主著者であるスザンヌ・ハバラは、研究の過程を次のように振り返ります。

私が見る限り、[タンパク質の組み合わせ] には根拠がありませんでした。私は電話をかけ、人々と話し、タンパク質を補完しなければならないという根拠は何かと尋ね始めましたが、根拠はありませんでした。そして、代わりに得たのは、知識が豊富で、実際にタンパク質を補完する必要はないだろうと感じている人々からの興味深い洞察でした。そこで、私たちは論文にその変更を加えました。[注: 論文は、公式になる前に査読と代表団の投票によって承認されました。]

1994年、ヴァーノン・ヤングとピーター・ペレットは、人間のタンパク質代謝に関する現代の決定的なガイドとなった論文を発表しました。また、食事でタンパク質を補給する必要はまったくないことも確認されました。したがって、動物性タンパク質の摂取を避けている人は、通常の食事を構成する植物性タンパク質によるアミノ酸の不均衡についてまったく心配する必要はありません。^[5]

多くの植物性タンパク質は動物性タンパク質に比べて1つ以上の必須アミノ酸、特にリジン、そしてそれより少ないがメチオニンとトレオニンの含有量が少ないが、様々な植物を食べることはバランスのとれた完全なアミノ酸源となる。^[5]

2009 年にアメリカ栄養士会は次のように書いています。

植物性タンパク質は、さまざまな植物性食品を摂取し、エネルギー需要が満たされると、タンパク質の必要量を満たすことができます。研究によると、1日を通してさまざまな植物性食品を食べることで、健康な成人では必須アミノ酸がすべて摂取でき、十分な窒素の保持と利用が確保されるため、同じ食事で補完的なタンパク質を摂取する必要はありません。^[19]

アメリカ心臓協会は現在、次のように述べています。

食事で十分なタンパク質を摂取するために、動物性食品を食べる必要はありません。食事中のタンパク質源が多様で、カロリー摂取量がエネルギー需要を満たすのに十分な量であれば、植物性タンパク質だけでも十分な必須アミノ酸と非必須アミノ酸を摂取できます。全粒穀物、豆類、野菜、種子、ナッツ類はすべて、必須アミノ酸と非必須アミノ酸の両方を含んでいます。これらの食品（「補完タンパク質」）を食事の中で意識的に組み合わせる必要はありません。^[20]

一部の機関では、タンパク質の組み合わせを考慮せずにタンパク質消化率補正アミノ酸スコアを使用して食事を評価しているため、組み合わせの使用は方法論にとって課題であると考えています。^{[引用が必要]}